实验教学中创新能力的培养

林沈秋

【摘 要】在科学教学中,培养学生的创新能力,是实施素质教育的重要内容。因此,在科学教学中,尤其是在实验教学中,注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段,提出种种假设和猜想,发展学生的创新意识尤为重要。

【关键词】实验教学 创新能力 学生

在实验教学中,教师要积极创造问题环境,激发学生的学习兴趣和求知欲,引发学生积极主动的思维活动。因为培养学生的创新能力,是实施素质教育的重要内容。

一、让学生自主做好课内实验,是培养学生创新能力的基础

1.做好实验安排,放手让学生自主实验

做好实验安排,既要考虑实验时间,又要考虑实验内容,时间的安排要与理论课配合,要根据学生掌握的知识和具备的能力的实际情况来安排预习及实验,因为课前预习是实施“自主实验”的根本保证。

2.重视利用说明书,让学生自主实验

实施素质教育,提倡自主学习,说明书具有不可低估的作用。例如,家庭的家用电器越来越多、越来越现代化,家用电器都附有使用说明书,若能按说明书的使用说明进行操作,就能正确地使用电器。因此,学校教师应重视培养学生使用说明书的能力,让学生利用仪器说明书来做实验,这对实施素质教育,培养自主实验能力是很有必要助。

二、变演示实验为探索性实验,培养学生的创新能力

教师将演示实验改为探索性实验,让学生充分地动脑、动手、动口,发挥学生的主体作用,从而有利于学生创造性思维的激发。如在“欧姆定律”一节教学中,可作如下创新设计:把演示实验改为学生实验。

1.定性研究定值电阻电流与电压的关系,通过对电流表和电压表以及滑动变阻器的使用方法的回忆,要求学生先绘出电路图,再指导学生根据电路图连接好电路进行实验,学生会很快得出正确结论。那么,定值电阻的电流与电压到底有什么关系呢,再要求学生列出表格进行实验。对于大部分学生来讲,计算电压与电流的比值时,各组数据不完全相等,应如何处理数据,要求学生自己思考讨论,对能正确找出原因的同学予以肯定,而对于有些随意更改数据的同学应及时批评指正。

2.研究电压不变,电流与电阻的关系时,学生有了前面的操作应能顺利完成,再进一步得出电流与电压、电阻的关系——即欧姆定律,也就水到渠成了。这种以学生操作和思维活动为主的教学设计,增大了课堂容量,加强了实验的探索功能。

三、采用多种实验方法,培养学生创新思维

1.对于学生分组实验,我们在帮助学生掌握实验原理的基础上,允许学生用不同的器材、不同的实验步骤、不同的实验方法进行实验。在实验中,学生需要在各种因素中进行取舍,对所得信息进行筛选。如在研究感应电流的大小与哪些因素有关的实验时,学生可有多种猜测:

a.导线切割的速度大小;b.导线切割的速度方向;c.永磁体的强度;d.切割导线的条数;e.切割导线的有效长度等。并提供多种器材供学生选择,学生可根据自己的猜测选择一种或多种方法进行实验。等实验完毕后,再通过交流讨论得出结论,这就要求学生在制定目标的过程中,有全局观点和善于妥协,在不同情况下善于应变,培养学生的应变能力,使学生分析、概括、综合表达能力都得到训练和发展。

2.培养学生养成自主、多做课外实验的习惯

课外实验目前似乎还没有引起人们的普遍重视,实际上,它是对课内实验的延伸和补充,有利于发挥学生学习物理的积极性和主动性,并能培养学生探索物理奥妙的思维能力和创造精神,对激发学生自主实验的兴趣,使他们养成爱观察、爱实验的习惯有很大作用。

小实验所表现的物理知识是最直观,最“原汁原味”的。学生做小实验、搞小制作又可弥补课内实验的不足,如使用的器材不受限制,学生如何回家后自找材料,就地取材,利用废品,人人能做到,而且对这些材料感到分外亲切;从仪器的设计和制造、实验步骤和方法的确定,实验结果的处理等全过程,都由学生独立完成,这都有利于他们探索和创造能力的培养。

初中电学教材的小实验、小制作,如果难度不是特别大的话,教师不但要布置,而且要督促、检查,要鼓励学生创新。仪器创作要求简单、容易、美观大方,能说明问题。对那些富有创造精神的作品,要及时向学生推荐,让作者为老师、同学表演,并将实验情况写出报告,组织评比,利用学生好胜的心理,引导他们不断推陈出新,向创造型方向发展。例如,曾经有学生用磁石导线、圆珠笔上的弹簧、小灯泡等制作了一个“水位自动报警器”;还有学生在学了电与磁的有关知识后,利用家里的一些废旧零件制作了一台小电动机,实验效果很好。其他学生看后,觉得有趣味而纷纷模仿制作,有的还进行了一些改进,使之变成精美的玩具。一旦成为玩具,更容易促进学生“玩”进科学世界,“玩”出科学规律,“玩”出学习方法及趣味。这样通过学生自己动手做的实验,能促进他们加深理解和巩固课内所学的物理概念和规律。这是自主实验能力培养的一种方法,也是教学的一种改革。

四、创设实验问题,促进学生创新能力的发展

创新教学的构成要素是研究性、引导性、发现性、归纳性等有机地结合起来,这就要求教师在实验中创造性地应用现代教学方法和教学手段,将多种教学方法进行优化组合,用“创造性地教”为学生“创造性地学”创造环境和条件。爱因斯坦曾经说过:“提出一个问题往往比解决问题更重要,因为解决问题,也许是一个数学上或实验上的技能而已,而提出问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,都需要有创造想象力,而且标志着科学真正的进步。”故在实验中,教师要发挥主导作用,就必须善于引导学生发现问题与提出问题,探索问题与解决问题。例如,让学生提出改进实验或设计新的实验,以探索新的问题;要针对学生实验操作的情况及提出的问题,提出补充问题,要求学生回答或者再做某些补充实验操作,要当面对每个学生进行实验讲评以及成绩评定,指出学生掌握知识和实验操作、实验修养等方面的优缺点等,并提出今后进一步努力的方向。如“用伏安法测导体电阻”的实验,当一些学生测出的电阻值各组都不同时,他们对误差产生的原因的分析,只提出电压表或电流表的原因或是从电源方面去找,认为是电压表或电流表不精确,或读数存在误差引起的。其实,原因不止这些。教师若让学生重做实验,继续寻找原因,通过摸索就会发现,每个人甚至同一个人的不同时间的读数也是不同的,电流的热效应也导致不同的电流下有不同的电阻,即电阻还受温度影响。学生能这样提出问题、自己探索和发现问题,对实验的印象自然就深刻得多,从而有效地增强了他们理解、分析和解决问顾的能力

总之,在科学教学中,培养创新人才不只是利用科学知识来提高学生的创新意识、创新思维及创新能力,更是一种崭新教育观念的形成,乃至趋向成熟。21世纪是一个极具挑战性和竞争性的社会,发展中学生的创新能力,开发其创新潜能是中学教育必须解决的重要问题。只有我们每位教育工作者大胆改革,勇于实践,才能实现教育的创新,才能培养出一代又一代的创新人才。